D’indispensables instruments de l’analyse


Daniel Lignon

Face à des fonctions un peu alambiquées, qui n’a pas eu envie de les remplacer par d’autres beaucoup plus élémentaires qui auraient « le même comportement », par exemple des polynômes ? En fait, grâce aux développements limités, c’est presque toujours possible, au moins localement !

Nombreux sont ceux qui, pour calculer sans machine électronique  pour un nombre réel a « petit », remplacent ce calcul par celui de la valeur  , plus facile à faire ! A-t-on le droit de recourir à cette astuce ? En fait, la question que l’on devrait se poser devrait plutôt être : quelle erreur commet-on en faisant ainsi ? Peut-on remplacer par  par  pour x « proche » de 0 ?

De manière plus générale, peut-on remplacer, toujours quand x est « petit », la valeur f (x) d’une fonction f quelconque par P(x), où P est un polynôme, et ainsi en déduire plus facilement le comportement local en 0 de (x) ? Et est-ce possible en d’autres valeurs que 0 ? Comment formaliser tout cela ?

Il a fallu attendre la fin du XVIIIe siècle et des idées plus claires sur la notion de limite pour que se mette en place de manière rigoureuse (voir article « La genèse des expansions de fonctions ») la notion de développement limité qui permet de répondre à toutes ces questions.

 


Un développement limité, c’est quoi ?

 

Considérons une fonction f définie sur un voisinage de 0 (par exemple sur un intervalle ouvert ]‒aa[ avec a > 0) et à valeurs ... Lire la suite